Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА
Посмотреть оригинал

Способы предотвращения воспламенения материалов и локализации пожаров

Наиболее эффективным и надежным способом борьбы с пожарами является профилактика, основанная на использовании знаний о предельных параметрах процессов воспламенения, так как всякий пожар начинается с воспламенения, самовозгорания или вынужденного воспламенения-зажигания горючей системы от постороннего источника. Существует несколько способов профилактики пожаров.

  • • Одним из основных способов профилактики пожаров на производстве, а также при хранении и транспортировке горючих газов, ЛВЖ и ГЖ является обеспечение определенного концентрационного состава газовых или парогазовых смесей: ниже нижнего концентрационного предела воспламенения (или выше верхнего концентрационного предела воспламенения для закрытых систем, аппаратов, трубопроводов и резервуаров). Для обеспечения ножаро- и взрывобезопасности на основе концентрационных пределов воспламенения необходимо знать и поддерживать температурный регламент каждого конкретного вида производства, хранения и транспортировки горючих веществ и материалов (ограничениями по НТПВ и ВТПВ); обеспечивать заданные условия но давлению и расходу горючих компонентов в системах и аппаратах или по интенсивности вентиляции.
  • • В тех случаях, когда выполнить условия первого способа невозможно, прибегают к способу обеспечения пожаро- и взрывобезопасности за счет поддержания необходимой концентрации нейтральных газов или химически активных ингибиторов. Их концентрация постоянно должна быть выше предельного значения, исключающего возможность возникновения процессов горения. К таким же мерам прибегают иногда для профилактики пожаров и взрывов на объектах, связанных с опасностью воспламенения и взрыва аэродисперсных газожидкостных и пылевоздушных смесей.
  • • Достаточно широко в профилактике пожаров применяется ограничение потенциальных источников инициирования процессов горения (по мощности электрических разрядов и т.п.). В этом случае необходимо знать критические энергии зажигания, температуру самовоспламенения и вынужденного зажигания горючих систем. Эти параметры, так же как и концентрационные пределы воспламенения, зависят от вида и состояния горючего, состава смеси, ее концентрации, давления, температуры и многих других физических условий, определяющих возникновение процесса горения. В зависимости от условий числовые значения предельно допустимых температур потенциально опасных источников зажигания или мощностей электрических источников инициирования процессов горения колеблются в широких пределах, изменяясь в 5—10 и более раз.
  • • При производстве электросиловых агрегатов (двигателей вентиляторов, электроприводов, осветительных и нагревательных устройств и т.п.) во взрывобезопасном исполнении, предназначенных для применения в пожаро- и взрывоопасных средах, также широко используют предельные параметры процессов горения, в том числе «критический размер гасящей щели» — зазоры, отверстия, каналы и щели предельно малых геометрических размеров, через которые не способны распространяться процессы горения.

Механизм гашения пламени в узких каналах огнепрегра- дителей также основан на тепловой теории гашения пламени за счет интенсивного теплоотвода от зоны горения: при прохождении пламени через узкие щели, каналы фронт пламени разбивается на множество мелких ячеек, от которых интенсивно отводится тепло в стенки материалов огне- преградителя.

Закон теплообмена между горящим газом и стенкой при прохождении его вдоль твердой поверхности позволяет оценить критическую ширину гасящей щели:

где ТГ — температура пламени; А,, сР — теплопроводность и теплоемкость горючей смеси; Р — давление смеси; Wvскорость распространения пламени.

Из формулы (3.3) очевидно, что критический диаметр гасящего канала зависит от давления, скорости распространения пламени, т.е. от концентрации горючей смеси, вида горючего состава, атмосферы и др. Его значения колеблются в широком диапазоне, изменяясь в 50—100 и более раз. Для углеводородов со скоростью горения около 40 см/с критический диаметр равен примерно 1 мм, для кислородных смесей углеводородных горючих он равен 0,1—0,2 мм, а для таких быстрогорящих смесей, как водородно-кислородные и ацетилено-кислородные, по составу близких к стехиометрическому, эта величина не превышает 0,04 мм.

Если по условиям производства, а также с учетом возможных отказов, поломок, аварий и нарушений технологического процесса полностью исключить вероятность возникновения пожара невозможно, используют способы локализации пожаров.

Для обеспечении требуемого уровня пожаро-и взрывобезопасное™ таких объектов применяют конструктивно-технологические меры защиты. К ним относятся огнепрегради- тели, быстродействующие пламеотсекатели, разгрузочные взрывные клапаны, мембраны, люки, легко сбрасываемые конструкции и др., предназначенные для ограничения распространения или локализации зоны горения.

При разработке этих систем используются предельные параметры горения:

  • — в огнепреградителях — числовое значение гасящего размера;
  • — в пламеотсекателях и разгерметизирующих устройствах — предельные значения скорости распространения пламени и давления взрыва;
  • — во взрывозащитных устройствах и автоматических системах взрывоподавления и т.п. — предельные параметры динамики взрывного горения.

В строительной отрасли расчет огнестойкости конструкций при проектировании объектов и сооружений; расчет допустимого времени эвакуации, противопожарных разрывов и других показателей также основан на использовании предельных параметров при горении: скорости распространения процессов горения, температуры пламени, теплоты сгорания и т.д.

Широко используются предельные параметры горения при разработке и проектировании автоматических систем сигнализации. Так, существует широкий класс датчиков

и целых систем сигнализации, основанных на регистрации пожаро- и взрывоопасных концентраций горючих газов или паров горючих жидкостей. Они предназначены для предотвращения пожаров и взрывов на объектах, связанных с использованием наиболее опасных в пожарном отношении горючих веществ и материалов, и могут рассматриваться как предупредительные, профилактические системы, извещающие о возникновении опасности, и как сигнальные устройства для включения или отключения систем подачи горючих компонентов; энергоснабжения; принудительной аварийной вентиляции, а на особо пожаро- и взрывоопасных объектах даже включения установок для подачи огнетушащих средств. Очевидно, что от точности установленных предельных значений концентрации горючего (или окислителя) в значительной степени зависят надежность и эффективность таких систем в целом.

На использовании предельных параметров процессов горения основаны практически все приемы и способы прекращения процессов горения при тушении пожаров:

  • — при введении в зону горения нейтральных разбавителей процесс горения прекратится либо после достижения предельной концентрации нейтрального газа, либо после того, как скорость распространения пламени при данной концентрации нейтрального газа станет ниже аэродинамической скорости движения горючей смеси в зоне горения;
  • — при введении в зону горения химически активных ингибиторов снижается скорость протекания химических реакций в зоне горения. При этом соответственно снижаются скорость распространения пламени, интенсивность тепловыделения и температура пламени. Пожар прекращается только после достижения одного из предельных параметров процесса горения (qu< qT0 или Гпг< 1273 К и т.д.).

При тушении реальных пожаров на процесс прекращения горения влияет еще большая совокупность факторов, когда применяются такие сложные по механизму своего действия средства, как вода, водные растворы загустителей и смачивателей, воздушно-механическая или химическая пена, огнетушащие порошки и др.

В этих случаях число действующих механизмов снижения интенсивности процесса горения, вплоть до его полного прекращения, возрастает до 8—10. И подчас бывает трудно установить, какой из них является главным, доминирующим.

Все огнетушащие средства, применяемые для тушения пожаров, условно делятся на несколько характерных видов по доминирующему (главному) механизму их воздействия на процессы горения. Так, вода и многие огнетушащие составы на ее основе относятся к категории охлаждающих, т.е. действующих по механизму охлаждения. Все виды пен, применяемых в практике пожаротушения, условно относятся к категории изолирующих огнетушащих средств, т.е. действующих по механизму изоляции горючего вещества от зоны горения.

Нейтральные газы условно называются разбавляющими огнетушащими средствами, т.е. действующими по механизму разбавления компонентов горючей смеси в зоне реакции горения, а химически активные ингибиторы называются веществами, тормозящими скорость химической реакции в зоне горения, и т.д.

Во всех случаях прекращение процессов горения наступит в тот момент, когда во всей зоне горения будут созданы такие физические (или химические) условия, при которых параметры процесса горения: скорость распространения пламени, предельная теплота сгорания, температура в зоне реакции горючего с окислителем достигнут предельного, критического значения.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы